24化学反应进行的方向课件（1）（新人教版选修4）.ppt

高山流水冰雪融化花开花谢第一课时自发过程和非自发过程自发过程和非自发过程自发过程：自发过程：自然界中水总是从高处往地处流；自然界中水总是从高处往地处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；墨水扩散；墨水扩散；食盐溶解于水。食盐溶解于水。自发反应：自发反应：镁条燃烧：镁条燃烧：Mg(s)+O2(g)=MgO(s)酸碱中和：酸碱中和：H+OH-=H2O铁器暴露在潮湿空气中会生锈：铁器暴露在潮湿空气中会生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) 甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧：甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)自发过程：自发过程： 在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程。程。自发反应：自发反应：自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。分。那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？那么我们该如何判断一个过程，一个反应能否自发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件一个过程或者一个反应要自发的进行是否要符合什么条件呢？呢？【探究】以【探究】以“物体由高处自由下落物体由高处自由下落”为代表，探究自发为代表，探究自发过程中有哪些变化趋势。过程中有哪些变化趋势。自然界中水总是从高处往地处流；自然界中水总是从高处往地处流；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动；室温下冰块自动融化；室温下冰块自动融化；观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处观察下列几个自发进行的化学反应，找出它们的共同之处钠与水反应钠与水反应2Na(s)+2H2Na(s)+2H2 2O(l)=2NaOH(aq)+HO(l)=2NaOH(aq)+H2 2(g)(g)H=H=368 kJ/mol368 kJ/mol(2)(2)铁生锈：铁生锈：3Fe (s)+3/2O3Fe (s)+3/2O2 2 (g)=Fe(g)=Fe2 2O O3 3 (s) (s) H=H=824 kJ/mol824 kJ/mol(3)(3)氢气和氧气反应：氢气和氧气反应：2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l ) O(l ) H=H=571.6kJ/mol571.6kJ/mol共同点：共同点：H S(l) S(s)。 4.反应熵变反应熵变:反应产物的总熵与反应物总熵之差反应产物的总熵与反应物总熵之差 (1)符号：符号：S (2)表达式表达式:S =S(生成物生成物) S (反应物反应物) (3)正负判断：正负判断： 气体体积增大的反应，气体体积增大的反应，S0,熵增加反应熵增加反应 气体体积减小的反应，气体体积减小的反应，S0,熵减小反应熵减小反应 练习：判断下列反应熵变大小：1、N2+3H2=2NH3 2、2C+O2=2CO3、CaCO3=CaO+CO2S0S0S01、冰、冰 液态水液态水 水蒸气水蒸气2、氯化钠晶体溶于水、氯化钠晶体溶于水3、自发进行的吸热反应：、自发进行的吸热反应：N2O5分解：分解： 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) H=+56.7kJ/mol碳酸铵的分解：碳酸铵的分解： (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=+74.9 kJ/mol共同点：熵（共同点：熵（S）增加）增加【探究】下列自发过程熵变的特点【探究】下列自发过程熵变的特点注意：注意：（1）熵变只是反应能否自发进行的一种因素；）熵变只是反应能否自发进行的一种因素；（2）熵变（）熵变（S）只决定于体系的始态和终态，与变）只决定于体系的始态和终态，与变化的途径无关；化的途径无关；（3）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。与化学反应速率无关。 总结：自发过程的两大变化趋势：总结：自发过程的两大变化趋势： （1）能量趋于减小）能量趋于减小(焓减）焓减） （2）混乱度趋于增大（熵增）混乱度趋于增大（熵增）三、反应熵变与反应方向三、反应熵变与反应方向： 在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据应方向时就称为熵判据 ABCABBA 第二课时举例：科学家们总结出了一条公式科学家们总结出了一条公式G HT S，G代代表的是自由能，用自由能来判断反应进行的方向是最全面表的是自由能，用自由能来判断反应进行的方向是最全面最科学的，当最科学的，当G0时，反应就可以自发进行时，反应就可以自发进行 任何温度都自发进行不能不能自发进行较低温度时自发进行较低温度时自发进行高温时自发进行高温时自发进行总结：四、焓变与熵变对反应方向的共同影响四、焓变与熵变对反应方向的共同影响 1.判据：判据：H-TS 2.判据与反应的自发性：判据与反应的自发性： 0 反应不能自发进行反应不能自发进行 3.适用判据应注意的问题：适用判据应注意的问题：（1）判断反应的自发性要结合）判断反应的自发性要结合H和和S， 利用利用H-TS（2）条件是一定温度、压强下）条件是一定温度、压强下（3）反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，）反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，但这个反应到底能不能反应，那还要看反应进行的限度和但这个反应到底能不能反应，那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。反应进行的速率。1.下列说法完全正确的是下列说法完全正确的是( ) A.放热反应均是自发反应放热反应均是自发反应 B.S为正值的反应均是自发反应为正值的反应均是自发反应 C.物质的量增加的反应，物质的量增加的反应，S为正值为正值 D.如果如果H和和S均为正值，当温度升高时，反应可能均为正值，当温度升高时，反应可能 自发进行自发进行2.下列反应中，下列反应中，S最大的是最大的是( ) A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) D.CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO45H2O(s)3.某反应某反应AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的反应在低温下能自发进行，则该反应的H、S应为应为( ) A.H 0 B. H 0，S 0，S 0 D. H 0，S S(l)S(s)三种状态下水的熵三种状态下水的熵 冰冰 水水 水蒸气水蒸气